解题思路:(1)从A至B的过程中,人做的是平抛运动,根据平抛运动的规律可以求出开始平抛时初速度的大小;
(2)运动员在圆弧轨道做圆周运动,在最低点时,对人受力分析,根据牛顿第二定律和向心力的公式可以求得人对轨道的压力的大小;
(3)在斜面上时,对人受力分析,找出对人做功的有几个力,根据动能定理可以求得在斜面上滑行的最大距离.
(1)运动员离开平台后从A至B的过程中,
在竖直方向有:vy2=2gh ①
在B点有:vy=v0tan
θ
2 ②
由①②得:v0=3m/s ③
(2)运动员在圆弧轨道做圆周运动,
由牛顿第二定律可得 N−mg=m
v2
R ④
由机械能守恒得 [1/2m
v20+mg[h+R(1−cos53°)]=
1
2mv2 ⑤
联立③④⑤解得N=2150N.
(3)运动员从A至C过程有:mgh=
1
2m
v2C−
1
2m
v20] ⑥
运动员从C至D过程有:mgLsin
θ
2+μmgLcos
θ
2=
1
2m
v2C ⑦
由③⑥⑦解得:L=1.25m.
答:(1)运动员(连同滑板)离开平台时的初速度v0为3m/s;
(2)运动员(连同滑板)通过圆弧轨道最底点对轨道的压力为2150N;
(3)运动员(连同滑板)在斜面上滑行的最大距离为1.25m.
点评:
本题考点: 机械能守恒定律;牛顿第二定律;向心力.
考点点评: 本题是一个综合性较强的题目,在题目中人先做的是平抛运动,然后再圆轨道内做的是圆周运动,最后运动到斜面上时,由于有摩擦力的作用,机械能不守恒了,此时可以用动能定理来计算运动的距离的大小.整个题目中力学部分的重点的内容在本题中都出现了,本题是一道考查学生能力的好题.